Effiziente Modellierung von passiven Komponenten in elektrischen Hochleistungsantrieben

Von:

Florian Bachheibl

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Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene Themen aus dem Kontext passiver Komponenten für elektrische Hochleistungsantriebe untersucht. Zunächst wurden Eisenverluste in geblechten Magnetkernen unter Berücksichtigung der Flussverdrängung beleuchtet. Anschließend wurde mit Hilfe eines Reluktanznetzwerkes die Flussdichteverteilung in Dreiphasendrosseln beschrieben. Die so erzielte Verteilung wurde ebenfalls zur Verlustberechnung bei stark nichtsinusförmiger Belastung herangezogen. Die Ergebnisse zeigen eine gute Übereinstimmung mit ebenfalls durchgeführten Messungen. Die Feldabstrahlung von Hochstrom-Traktionsbordnetzen wurde untersucht und es wurden Topologien entwickelt, welche in relevanten Betriebspunkten die Einhaltung bestehender Grenzwerte garantieren. Außerdem wurde die Kondensatorbelastung in hochphasigen Niederspannungs-antrieben untersucht und es wurde theoretisch gezeigt, dass die AC-Belastung durch intelligentes Interleaving der Trägersignale deutlich reduziert werden kann. Schließlich wurden komplexe Transformatoren mit einer Vielzahl sekundärseitiger Anzapfungen untersucht. Bei Kurzschlüssen einer sekundärseitigen Gruppe kann eine Spannungsüberhöhung anderer Sekundärwicklungen auftreten. Dieses Verhalten wurde durch ein erweitertes Ersatzschaltbild plausibilisiert.